JPH1175022A - 画像読み取り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 固体撮像素子の変位を高精度で行わせて変位
方向の外乱振動成分を除去し、高画質に読み取り可能な
画像読み取り装置を提供する。 【解決手段】 キャリッジ枠体５の内部に、原稿２を読
み取る固体撮像素子９と、この固体撮像素子９の受光面
に原稿画像を結像させる結像手段と、固体撮像素子９を
原稿２に沿って変位させるための固体撮像素子駆動用ア
クチュエータとを備え、キャリッジ枠体５を搭載し且つ
このキャリッジ枠体５を副走査方向へ駆動する駆動伝達
手段に連接したキャリッジ中間枠体２１を設け、キャリ
ッジ枠体５をキャリッジ中間枠体２１に対して変位可能
に拘束する弾性部材２２を介して連接する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえばフラット
ベットタイプのイメージスキャナやデジタル複写機等に
備える画像読み取り装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、イメージスキャナやデジタル
複写機における画像読み取り装置は、プリンタ及びコン
ピュータの入力機器として用いられ、最近では高解像度
化に対する要求が高い。一方、高解像力を有する画素数
の多い固体撮像素子は高価であるため、固体撮像素子を
微少変位させて複数の結像位置の情報を合成することに
よって高画質に読み取る画像読み取り装置が、たとえば
特開昭６０−１６７６２号公報などに提案されている。
これらの公報に記載の従来の画像読み取り装置に関する
構成を図３及び図４にそれぞれ示す。

【０００３】図３は従来の画像読み取り装置の全体図、
図４は従来の固体撮像素子駆動部の斜視図である。

【０００４】図３において、画像読み取り装置の本体１
の上端側には原稿２を積載するプラテン３を配置すると
ともに、このプラテン３の上には原稿２を支持するため
の原稿押さえ板４を備えている。本体１の内部には、画
像読み取りのための各要素を支持するためのキャリッジ
枠体５を備え、このキャリッジ枠体５には、原稿２を照
射するための照明ユニット６，原稿２からの反射光の光
学系を形成する反射ミラー７、原稿２からの反射光を所
定の倍率に変倍するための結像レンズ８，この結像レン
ズ８で結像された原稿２の画像を電気信号に変換する固
体撮像素子９がそれぞれ設けられる。

【０００５】更に、本体１の内部には、キャリッジ枠体
５を副走査方向Ｂに駆動させる副走査方向駆動アクチュ
エータ１０を備えている。そして、これによる駆動系と
して、副走査方向駆動アクチュエータ１０の出力軸に取
付られたモータ側歯付きプーリ１１，副走査駆動アクチ
ュエータ１０の駆動力を伝達するタイミングベルト１２
等の駆動伝達用部材，従動側の従動プーリ１３，シャフ
ト等のガイド部材１４，ガイド部材１４をガイドするた
めにキャリッジ枠体５に固定された軸受け部材１５，１
６、固体撮像素子９を支持する固体撮像素子支持部材１
７，１８、固体撮像素子９を画素サイズの１／２変位さ
せるための固体撮像素子駆動用アクチュエータ１９をそ
れぞれ備えている。

【０００６】以上の構成の画像読み取り装置において、
固体撮像素子９のもつ解像力で原稿２を読み取る動作は
次のとおりである。

【０００７】原稿２は原稿押さえ板４によりプラテン３
上に支持され、照明ユニット６より照射され原稿２から
反射された反射光が反射ミラー７を介して結像レンズ８
に至り、結像レンズ８は反射光を所定の倍率で変倍した
後、固体撮像素子９上に結像させる。原稿２全体を読み
取る際は、原稿２の長さに応じて、副走査方向駆動アク
チュエータ１０によりタイミングベルト１２を介してキ
ャリッジ枠体５が図３において矢印Ｂ方向に走査され
る。このとき、固体撮像素子９は変位することなく静止
した状態である。

【０００８】一方、固体撮像素子９のもつ解像力以上の
高画質に原稿２を読み取る場合の動作は次のとおりであ
る。

【０００９】原稿２全体を高画質に読み取る場合は、固
体撮像素子９はそれ自身の１／２画素サイズの範囲のス
トロークで、図４において矢印Ａ方向に固体撮像素子駆
動用アクチュエータ１９によって連続的に移動するとと
もに、キャリッジ枠体５が同図において矢印Ｂ方向に走
査される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
画像読み取り装置の構成では、次のような問題点が残っ
ている。

【００１１】すなわち、キャリッジ枠体５が副走査方向
に駆動されて移動するときには、ガイド部材１４と軸受
け部材１５，１６との隙間のがたつきがあるために、主
走査方向の変動成分が発生してしまう。このため、固体
撮像素子９を精度良く固体撮像素子駆動用アクチュエー
タ１９で駆動しても、固体撮像素子９に入射する信号
は、結果的に精度が劣化してしまうことが避けられな
い。

【００１２】また、装置に加わる外乱振動の影響によ
り、キャリッジ枠体５自体が主走査方向成分の変動を受
けてしまい、同様に固体撮像素子９への入射信号の精度
が低下し、これに起因して画像乱れが発生する。

【００１３】本発明は、高精度で固体撮像素子を変位さ
せることによって高解像度の画質を得ることのできる画
像読み取り装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、キャリッジ枠
体の内部に、原稿を読み取る固体撮像素子と、この固体
撮像素子の受光面に原稿画像を結像させる結像手段と、
固体撮像素子を原稿に沿って変位させるための固体撮像
素子駆動用アクチュエータとを備え、キャリッジ枠体を
搭載し且つこのキャリッジ枠体を副走査方向へ駆動する
駆動伝達手段に連接したキャリッジ中間枠体を設け、キ
ャリッジ枠体をキャリッジ中間枠体に対して変位可能に
拘束する弾性部材を介して連接してなることを特徴とす
る。

【００１５】この構成によれば、外乱等の影響を回避し
高精度に固体撮像素子を変位させることができ、高画質
の画像読み取りが可能となる。

【００１６】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、キャリ
ッジ枠体の内部に、原稿を読み取る固体撮像素子と、こ
の固体撮像素子の受光面に原稿画像を結像させる結像手
段と、固体撮像素子を原稿に沿って変位させるための固
体撮像素子駆動用アクチュエータとを備え、キャリッジ
枠体を搭載し且つこのキャリッジ枠体を副走査方向へ駆
動する駆動伝達手段に連接したキャリッジ中間枠体を設
け、キャリッジ枠体をキャリッジ中間枠体に対して変位
可能に拘束する弾性部材を介して連接してなるものであ
り、外乱振動の影響を受けず固体撮像素子を高精度に変
位駆動させることができるという作用を有する。

【００１７】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の画像読み取り装置において、弾性部材は、キャリッジ
枠体をその主走査方向にのみ変位可能にキャリッジ中間
枠体との間に介在させてなるものであり、固体撮像素子
及びキャリッジ枠体を変位させる方向を同一にして固体
撮像素子の変位を高精度に実現できるという作用を有す
る。

【００１８】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の画像読み取り装置において、読み取り装置本
体に基準直線スケールを設け、キャリッジ枠体にはこの
基準直線スケールの主走査方向変動成分を検出する検出
素子を備えると共に主走査方向に駆動するキャリッジ枠
体駆動アクチュエータを設け、検出素子による主走査方
向変動成分の検出出力により、キャリッジ枠体を主走査
方向変動成分と逆位相に駆動制御する系を備えてなるも
のであり、検出素子の信号出力により、キャリッジ枠体
を主走査方向に駆動させ、なおかつその変動出力と逆位
相にキャリッジ枠体を移動させ、キャリッジ枠体の主走
査方向外乱振動成分を除去することで高精度の読み取り
が可能となるという作用を有する。

【００１９】以下に、本発明の実施の形態について説明
する。図１は本発明の一実施の形態におけるキャリッジ
枠体支持部の斜視図、図２は本発明の一実施の形態にお
けるキャリッジ枠体の駆動制御系を示す図である。

【００２０】なお、画像読み取り装置の本体１へのキャ
リッジ枠体５の組込み位置などは図３及び図４に示した
従来例のものと同様であり、従来例と同じ部材について
は共通の符号で指示し、その詳細な説明は省略する。

【００２１】図１において、図３の従来例で説明したタ
イミングベルト１２が接続されたキャリッジ中間枠体２
１の上に、弾性部材２２を介してキャリッジ枠体５を支
持している。キャリッジ中間枠体２１には、従来例と同
様に、金属製シャフト等のガイド部材１４をガイドする
軸受け部材１５，１６及びガイドコロ２３が取り付けら
れている。

【００２２】また、キャリッジ枠体５は、板状の弾性部
材２２によってキャリッジ中間枠体２１上に設置され、
図において示すキャリッジ枠体駆動アクチュエータ（後
述）により図中の矢印Ａ方向に変位駆動される。弾性部
材２２は、キャリッジ枠５の矢印Ａの移動方向の両端に
それぞれ２枚ずつ設けられ、その板厚方向に撓み変形す
ることによって、キャリッジ枠体５を主走査方向Ａにの
みに変位可能としてこのキャリッジ枠体５を拘束してい
る。

【００２３】図２において、画像読み取り装置の本体１
にはキャリッジ枠体５の矢印Ｂ方向に相当する方向に基
準直線スケール２４を備え、キャリッジ枠体５にはこの
基準直線スケール２４に対向させて配置した検出素子２
５を設ける。また、キャリッジ中間枠体２１の立ち上げ
部２１ａとキャリッジ枠体５との間には、積層型圧電素
子等のキャリッジ枠体駆動アクチュエータ２６を設けて
いる。なお、図１にはこのキャリッジ枠体駆動アクチュ
エータ２６は、弾性部材２２の配置を示すために省略し
ている。

【００２４】以上の構成の画像読み取り装置の動作は次
のとおりであり、従来構造と同じ部材については図３及
び図４を用いて説明する。

【００２５】固体撮像素子９のもつ解像力以上に高画質
に原稿２を読み取る場合の動作は、固体撮像素子９はそ
れ自身の１／２画素サイズの範囲のストロークを板状の
弾性部材２２の板厚方向に連続的に振動させ、キャリッ
ジ中間枠体２１が副走査方向駆動モータ１０の駆動によ
り走査される。

【００２６】ここで、キャリッジ枠体５は板状の弾性部
材２２を介してキャリッジ中間枠体２１に連接されてい
るので、ガイド部材１４からのキャリッジ中間枠体２１
に対する外乱は作用するものの、キャリッジ中間枠体２
１からキャリッジ枠体５への外乱は弾性部材２２によっ
て緩衝される。すなわち、副走査方向の駆動によって軸
受け部材１５，１６とガイド部材１４との間に発生する
がたつきによる外乱はキャリッジ中間枠体２１に伝播さ
れるが、キャリッジ中間枠体２１が外乱を受けても弾性
部材２２がこれを吸収するように作用する。したがっ
て、弾性部材２２に支持されているキャリッジ枠体５に
対しては、外乱の影響が及ぶことがなく、このキャリッ
ジ枠体５の内部に収納配置されている固体撮像素子９の
主走査方向の駆動精度にも影響を与えることがない。

【００２７】また、図２において、画像読み取り装置の
本体１に取り付けられた基準直線スケール２４の白黒直
線パターン等の信号出力を検出する検出素子２５の出力
によって、積層型圧電素子等のキャリッジ枠体５用の駆
動アクチュエータ２６の駆動制御が可能である。このよ
うな制御を実行すれば、画像読み取り装置の本体とキャ
リッジ枠体５との主走査方向Ａの相対位置が保たれ、画
像読み取り装置の本体１上に設置された原稿２とキャリ
ッジ枠体５との間の相対位置関係が結果的に保持でき
る。したがって、このような原稿２に対するキャリッジ
枠体５の相対位置の保持により固体撮像素子９への情報
の入射精度を高く維持でき、その結果原稿２の画像の読
み取りを高い精度で実行することができる。

【００２８】以上のように、本発明の実施の形態では、
固体撮像素子９を外乱等に影響されない高精度に変位可
能にした固体撮像素子変位駆動系を実現することが可能
である。

【００２９】

【発明の効果】請求項１の発明では、外乱振動の影響を
受けず固体撮像素子を高精度に変位駆動させることがで
きるので、外乱の影響がない高画質な画像を得ることが
でき、特に主走査方向振動成分を除去して変位制御する
ようにすれば、より一層外乱の影響がない高画質の画像
読み取りが可能となる。

【００３０】請求項２の発明では、固体撮像素子及びキ
ャリッジ枠体を変位させる方向を同一にして固体撮像素
子の変位を高精度に実現できるので、画像読み取り精度
をより向上させることができる。

【００３１】請求項３の発明では、検出素子の信号出力
により、キャリッジ枠体を主走査方向に駆動させ、なお
かつその変動出力と逆位相にキャリッジ枠体を移動さ
せ、キャリッジ枠体の主走査方向外乱振動成分を除去で
きるので、画像読み取り精度をより一層向上させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態におけるキャリッジ枠体
支持部の斜視図

【図２】本発明の一実施の形態におけるキャリッジ枠体
の駆動制御系を示す図

【図３】従来の画像読み取り装置の全体図

【図４】従来の固体撮像素子駆動部の斜視図

【符号の説明】

１ 本体 ２ 原稿 ３ プラテン ４ 原稿押さえ板 ５ キャリッジ枠体 ６ 照明ユニット６ ７ 反射ミラー７ ８ 結像レンズ ９ 固体撮像素子 １０ 副走査方向駆動アクチュエータ １１ モータ側歯付きプーリ １２ タイミングベルト １３ 従動プーリ １４ ガイド部材 １５，１６ 軸受け部材 １７，１８ 固体撮像素子支持部材 １９ 固体撮像素子駆動用アクチュエータ ２１ キャリッジ中間枠体 ２１ａ 立ち上げ部 ２２ 弾性部材 ２４ 基準直線スケール ２５ 検出素子 ２６ キャリッジ枠体駆動アクチュエータ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】キャリッジ枠体の内部に、原稿を読み取る
   固体撮像素子と、この固体撮像素子の受光面に原稿画像
   を結像させる結像手段と、固体撮像素子を原稿に沿って
   変位させるための固体撮像素子駆動用アクチュエータと
   を備え、キャリッジ枠体を搭載し且つこのキャリッジ枠
   体を副走査方向へ駆動する駆動伝達手段に連接したキャ
   リッジ中間枠体を設け、キャリッジ枠体をキャリッジ中
   間枠体に対して変位可能に拘束する弾性部材を介して連
   接してなることを特徴とする画像読み取り装置。
2. 【請求項２】弾性部材は、キャリッジ枠体をその主走査
   方向にのみ変位可能にキャリッジ中間枠体との間に介在
   させてなることを特徴とする請求項１記載の画像読み取
   り装置。
3. 【請求項３】読み取り装置本体に基準直線スケールを設
   け、キャリッジ枠体にはこの基準直線スケールの主走査
   方向変動成分を検出する検出素子を備えると共に主走査
   方向に駆動するキャリッジ枠体駆動アクチュエータを設
   け、検出素子による主走査方向変動成分の検出出力によ
   り、キャリッジ枠体を主走査方向変動成分と逆位相に駆
   動制御する系を備えてなることを特徴とする請求項１ま
   たは２記載の画像読み取り装置。